食品防腐劑苯甲酸鈉的作用機理、毒性及其檢測方法綜述

劉天意

摘 要：在人們的日常生活中防腐劑已經被大范圍應用在各個行業，國內食品行業中應用最廣泛的防腐劑是苯甲酸鈉，本文主要對其進行探討，重點分析它的防腐原理和作用，以及常用的苯甲酸鈉檢測方法。

關鍵詞：苯甲酸鈉;化學防腐劑;食品添加劑;毒理作用;檢測方法

Abstract：Preservatives have been widely used in various industries in our daily life， and sodium benzoate is the most widely used preservative in the domestic video industry. This paper mainly discusses it， focusing on the analysis of its anti-corruption principle and function， as well as some commonly used methods for the detection of sodium benzoate.

Key words：Sodium benzoate; Chemical preservative; Food additive; Toxicology; Detection method

由于苯甲酸鈉價格低廉而且容易獲得[1]，且它能夠抑制微生物的繁殖并將其殺死，常作為一種化學防腐劑使用。但是這種化學物質對人體有害，對自然生態環境也有不好的影響，需嚴格控制。而隨著人們健康消費意識的不斷提高，對于食品中苯甲酸鈉問題的重視程度越來越高。本文主要對現在市場上應用比較廣泛的苯甲酸鈉防腐劑的作用原理和檢驗方法進行綜述。

1 苯甲酸鈉

苯甲酸鈉（Sodium benzoate）又稱安息香酸鈉（C6H5COONa），因其對霉菌、細菌的抑制作用良好[2]，所以在食品行業應用廣泛。但是攝入過量的苯甲酸鈉會破壞人體的維生素B1，從而刺激人體胃腸道，影響人體對營養物質的吸收，甚至會對人體肝臟造成嚴重損害，引起癌癥等一系列疾病，所以苯甲酸鈉對人體有害。

苯甲酸鈉作為一種常用的化學防腐劑，在酸性條件下，即使是0.1%的含量也具有強效的殺菌作用。一般情況下，pH值越低殺菌效果越好，堿性條件下的殺菌作用會減弱。外用苯甲酸鈉可以用于抵抗真菌感染，作為藥品或者防腐劑使用可以抑制細菌和真菌的生長。

2 苯甲酸鈉防腐作用機理

與未離解的各類分子發生作用是苯甲酸鈉發揮防腐作用的一個重要途徑，一般情況下，苯甲酸鈉容易通過細胞膜進入細胞，進而達到干擾霉菌和細菌等生物的細胞膜的作用。

3 苯甲酸鈉的毒理作用

正常情況下，人體腎臟具有排毒功能，安全劑量的防腐劑在一兩天內即可排出體外，但是如果長期過量攝入，傷害會倍增。

3.1 損害神經系統機理

苯甲酸鈉是導致兒童多動癥的重要原因之一，長期引用含有苯甲酸鈉的飲料有可能導致兒童多動癥。

3.2 細胞毒性

苯甲酸鈉可導致細胞膜功能紊亂，引起細胞破裂[3]，導致細胞的平衡機制被破壞，而且還會和體內的氫氧自由基結合生成苯，產生有毒物質甚至還可能導致癌癥。

3.3 致癌機理

對于苯甲酸鈉對活酵母的影響有人曾做過實驗測試，試驗結果發現，苯甲酸鈉通過破壞線粒體從而對細胞產生嚴重危害[1]。

4 常用的苯甲酸鈉檢測方法

4.1 高效液相色譜法（HPLC）

高效液相色譜法是以液體為流動相，采用高壓輸液系統，將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動相泵入裝有固定相的色譜柱，在柱內各成分被分離后，進入檢測器進行檢測，從而實現對試樣的分析[4]。

稱取樣品后，放進燒杯，加水，在超聲波清洗器中萃取，然后通常在流動相流速為1.0 mL·min-1，檢測波長為230 nm的條件下，對試驗樣品進行測定，檢驗苯甲酸的含量，確定合格率。

高效液相色譜法的回收率高，重復性好，日常的保養和維修也是一筆很大的支出，所以相對來說這種方法的推廣比較困難。

4.2 氣相色譜法（GC）

國標GB/T5009.29-2003規定了使用氣相色譜法（GC）測定食品添加劑中苯甲酸鈉的方法。用石油醚-乙醚混合溶液稀釋和溶解樣品[5]。采用這樣的方式檢測苯甲酸鈉時，一定要選用極性較弱的、口徑較細的毛細管色譜柱，可以用乙醇作為萃取溶劑。

也可以用FFAP毛細管色譜柱FID檢測器進行檢驗，這種方法的相對標準偏差為1.7%～7.8%，最低檢出限為l mg·kg-1，回收率為85.0%～99.2%。

部分檢測溶劑存在不易溶解且需按比例現配以及操作繁鎖、使用不便、經濟成本較高等問題，可以選用丙酮替代石油醚-乙醚作為檢測用溶劑;以丙酮為溶劑配制標準溶液、溶解樣品，然后用Angi1ent毛細管柱分離，測定食品中的苯甲酸鈉含量。這種方法比較簡單，具有良好的重現性，靈敏度和準確度也非常高。

現在，科學研究表明，一定條件下可以用二氯甲烷替代石油醚-乙醚測定食品中的苯甲酸鈉[6]。過程簡便、經濟成本低，可以反復使用，檢測快捷靈敏且結果非常準確是用二氯甲烷作為檢測用試劑的主要優點。

在測定飲料中苯甲酸時，使用FFAP石英毛細管柱，準確性非常好，其精密度也比較高。

曾經，有研究者對氣相色譜法進行了一定的改良[7]：首先，將樣品用鹽酸酸化，然后再用乙醚提取，接著用氯化鈉酸性溶液洗滌，將提取液倒入裝有無水硫酸鈉溶液的試管中，蒸發烘干后，用丙酮溶解殘渣;用色譜柱分離，再用氫火焰離子化檢測器檢測，其回收率和操作性都有所提高。

將氣相色譜法與其他檢測方法結合使用，可以提高靈敏度，其檢測結果更加精確可靠[8]。

4.3 紫外分光光度法（UV-Vis）

使用這種方法測定飲料中的苯甲酸的回收率為90%～107%，精密度為0.73%～3.4%[9]。

該方法有效改變了回收率低的缺點，最小檢出限為0.001 2 mg·mL-1，回收率達97%，整個測定過程可在1 h內完成，而且該方法簡便、快速、準確。

有研究人員利用差示紫外分光光度法測定了醋中的苯甲酸鈉，以無苯甲酸鈉的醋為本底，測定出樣本醋中的苯甲酸鈉含量[10]。

4.4 高效液相色譜一質譜法（HPLC/MS）

高效液相色譜是一種準確度比較高，分離范圍更加廣的快速分離方法，從對化合物結構的破壞上來說，其破壞性更小。質譜分析法有其他分析方法不能相比的靈敏度，對于化合物結構的定性十分準確，對標準樣品的要求也比較低。

劉麗梅等人[11]對食品添加劑中的防腐劑苯甲酸鈉進行了檢測，采用液-質聯用方法，C18反相柱，流動相為乙酸銨（0.02 mol·L-1）∶甲醇=8.5∶1.5，等度洗脫，該方法的RSD為1.25%，樣品加標回收率為95.6%～106%。這種檢測方法靈敏度高、精度較高、但是檢測限低。

色譜-質譜聯用技術分離效果好、應用廣、經濟成本較低，而且操作簡便，在分析微量有機混合物中的應用效果好。

4.5 毛細管電泳法

這種方法的分離通道是彈性石英毛細管，以高壓直流電場作為主要驅動力，根據樣品中各組分的電泳淌度和分配差異而實現分離。

Han F [12]等人以對羥基苯甲酸鈉為內標，采用毛細管電泳系統對食品添加劑中的苯甲酸鈉含量進行了查驗，檢測限為10～20 ng·mL-1。

李玉琴等測定了中藥口服制劑中的苯甲酸鈉含量[13]，應用場強放大進樣技術對中藥口服制劑中的苯甲酸進行檢測，在苯甲酸鈉的檢測中有廣泛的應用前景。

4.6 動力學熒光法

苯甲酸可以散發出非常微弱的光[14]，但在催化劑（Co2+）的催化作用和過氧化氫的氧化作用下，能夠散發出較強大的熒光。

劉文超等[10]利用催化動力學熒光法對醬油中的苯甲酸含量進行了測定，該方法靈敏度高，檢出限可達2.0×10-8 g·mL-1。

吳勤民等[15]的有關實驗表明，熒光法的最佳發射波長為321 nm，最佳激發波長為226 nm，最佳測定pH為2.7，而且熒光法在加標回收率、最低檢測限、測定準確度以及檢測的方便性等方面都優于紫外分光光度法。

4.7 滴定法

由于苯甲酸鈉水溶液呈堿性，所以可以用滴定法測定其含量，用鹽酸標準溶液進行滴定時，一般需要加入乙醚將苯甲酸提取至有機相中，使水相的滴定不受干擾。陸益民等[16]建立了直接測定苯甲酸鈉含量的兩點電位滴定法，操作簡便，而且無污染，不會損害人體，可以作為測定飲品中苯甲酸鈉含量的常規方法加以普及推廣。

5 展望

對于防腐劑苯甲酸鈉含量的檢測是一項重要的、長期的工作，需要檢測工作者與生物、醫學、化學等方面的工作者一起努力，解決苯甲酸鈉檢測中存在的問題。希望通過本文的介紹能夠促進相關學者的深入研究，從而建立一套更加完善、經濟、有效的檢測方法。

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